DE4213845A1 - Vorrichtung und verfahren zum begasen von poroesen giessereikernen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begasen von porösen Gießereikernen aus Formstoffen innerhalb einer vorzugsweise aus einem Unterteil und einem Oberteil bestehenden Schußform, mit einer an das Oberteil abdichtend angekoppelten Begasungshaube, wobei die Begasung von der Begasungshaube her durch das Ober­ teil, vorzugsweise durch im Oberteil ausgebildete Einschußlö­ cher hindurch, erfolgt, und wobei das Unterteil einem Spann­ tisch- oder Transfertisch abdichtend zugeordnet ist, durch den das Gas vom Unterteil her abführbar ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art werden in Verbindung mit Kernschießmaschinen verwendet bzw. sind Bestandteile sol­ cher Kernschießmaschinen. Kernschießmaschinen sind in der Gießereitechnik seit vielen Jahren aus der Praxis bekannt. Zum Gießen von Formstücken werden die Gießereikerne oder -formen meist in getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gußform verbunden. Ein wesentlicher Be­ standteil der Kernschießmaschinen sind die sogenannten Schuß­ köpfe mit den die Schußdüsen tragenden Schußplatten. Formstoff, insbesondere Kernsand, d. h. mit Bindemittel bereits vermengter bzw. beschichteter Quarzsand, wird in die in Rede stehenden Schußköpfe über eigens dazu vorgesehene Einrichtungen einge­ füllt und von dort aus mit mehr oder weniger hohem Luftdruck durch die in der Schußplatte angeordneten Düsen in die jeweili­ gen Formen hineingeblasen bzw. hineingeschossen.

Die als Werkzeuge verwendeten Formen bzw. Schußformen sind mehrteilig, meist zweiteilig, ausgeführt und dabei so konstru­ iert, daß der geschossene Kern aus den beiden Teilen der Schuß­ form jeweils für sich ausgestoßen werden kann. Vor dem Aussto­ ßen des Kerns ist es jedoch erforderlich, den in die Schußform geschossenen bzw. geblasenen Formstoff bzw. Formsand über das beigefügte bzw. beigemengte Bindemittel wirksam zu verbinden, so daß der herzustellende Kern die erforderliche Festigkeit aufweist. Dazu wird nach dem eigentlichen Kernschießen dem Grundkörper innerhalb der Schußform ein Gas mit katalytischer Wirkung zugeführt, wobei es sich hier vorzugsweise um Amine bzw. aminhaltige Gase handelt.

Bislang aus der Praxis bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Begasen poröser Gießereikerne aus Formstoffen sind jedoch in mehrerlei Hinsicht problematisch. Dazu folgendes:

Nach dem eigentlichen Kernschießen wird das katalytisch wir­ kende Gas vorzugsweise durch von den Schußdüsen freigegebenen Einschußlöcher zum Gießereikern geleitet. Entsprechend gelangt das Gas durch den porösen Gießereikern hindurch auf der dem Oberteil der Schußform gegenüberliegenden Seite durch das Un­ terteil der Schußform hindurch nach außerhalb der Vorrichtung. Im Unterteil der Schußform sind in der Regel Durchgänge für Ausstoßer vorgesehen, so daß im Unterteil vorzugsweise diese Durchgänge als Strömungspfad dienen. Da sich das durch den po­ rösen Gießereikern hindurchströmende bzw. hindurchgedrückte Gas jeweils den kürzesteten Strömungspfad mit geringstem Strömungs­ widerstand sucht, gelangt das Gas nur dann zumindest in gerin­ gen Mengen in jeden Bereich des Gießereikerns, wenn es mit sehr hohem Druck durch den Gießereikern hindurchgedrückt wird. Ent­ sprechend ist ein enormes Volumen an Gas erforderlich, da ein Großteil des Gases - über den kürzesten Strömungspfad - durch den Gießereikern hindurch und umgehend aus diesem wieder aus­ strömt, ohne wirksam sämtliche offenen Poren des Gießereikerns durchströmt zu haben.

Die beim herkömmlichen Begasen von Gießereikernen erforderli­ chen Volumina an Gas sind im Hinblick auf das zu verwendende Gas nicht nur kostenaufwendig, sondern bringen auch ein erheb­ liches Umweltproblem mit sich, zumal diese enormen Mengen an meist aminhaltigen Gasen entweder direkt in die Umwelt gelangen oder durch aufwendige Filtereinrichtungen gefiltert werden und von dort aus mit Restverunreinigungen bzw. Restbestandteilen des Gases ebenfalls in die Umwelt gelangen.

Ungeachtet der erforderlichen Mengen an Gas muß dieses gemäß Stand der Technik mit hohem Druck in die offenen Poren des Gießereikerns geleitet werden, was abermals energie- und somit kostenaufwendig ist. Des weiteren führt das Einleiten des zwangsweise unter sehr hohem Druck stehenden Gases zu einer Be­ einträchtigung des geschossenen Gießereikerns, zumal dessen nur lose aneinander haftende Partikel im Bereich der Einströmstelle des Gases durch den Gasstrom abtragen lassen, so daß stets die Gefahr einer Beschädigung des Gießereikerns vor der eigentli­ chen Verfestigung der Partikel besteht. Folglich besteht bei einer Vorrichtung und einem entsprechenden Verfahren gemäß dem Stand der Technik stets das Problem, daß bei einem den Gieße­ reikern schonenden Einströmen des Gases der Gießereikern nicht hinreichend durch das Gas benetzt wird und somit nicht hinrei­ chend verfestigt oder daß bei hinreichender Benetzung des Gie­ ßereikerns durch das Gas aufgrund eines sehr hohen Ein­ strömdruckes die Strömung des Gases den Gießereikern beschä­ digt.

Folglich liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Begasen von porösen Gießereikernen anzugeben, wonach eine hinreichende Benetzung des Gießereikerns durch das Gas ohne die Gefahr der Zerstörung des Gießereikerns durch einströmendes Gas mit technisch ein­ fachen und dabei preiswerten Mitteln möglich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die ein­ gangs genannte Vorrichtung zum Begasen von porösen Gießereiker­ nen aus Formstoffen innerhalb einer vorzugsweise aus einem Un­ terteil und einem Oberteil bestehenden Schußform derart ausge­ staltet und weitergebildet, daß zumindest der den Gießereikern umfassende Raum in der Schußform und somit der Gießereikern selbst, evakuierbar und das Gas dem evakuierten Gießereikern zuführbar ist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß das üblicher­ weise durch den porösen Gießereikern strömende bzw. durch den Gießereikern hindurchgedrückte Gas stets einen kurzen Strö­ mungspfad mit geringem Strömungswiderstand sucht. Folglich strömt das Gas möglichst direkt von einer Einströmstelle durch den Gießereikern hindurch zu einer Ausströmstelle. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, daß eine Benetzung des Gießereikerns insgesamt, d. h. ein Einströmen des Gases in die offenen Poren des Gießereikern, dann möglich ist, wenn der Gießereikern bzw. wenn die Poren des Gießereikerns einen Unter­ druck aufweisen, so daß das Gas in die Poren regelrecht hinein­ gesaugt bzw. hineingezogen wird. Folglich läßt sich in erfindungsgemäßer Weise der den Gießereikern umfassende Raum innerhalb der Schußform und somit der Gießereikern selbst - nach dem Schießen des Gießereikerns und nach Austausch des Schußkopfes durch die Begasungshaube - evakuieren. Nach dem Evakuieren wird dann das Gas in den evakuierten, abgeschlosse­ nen Raum bzw. in die Poren des Gießereikerns eingelassen, wobei es aufgrund des dort herrschenden Unterdrucks nicht erforder­ lich ist, das einströmende Gas unter Druck bzw. unter hohem Druck in den Gießereikern hinein bzw. durch den Gießereikern hindurch zu drücken. Mit anderen Worten wird der im Bereich des Gießereikerns bzw. innerhalb des Gießereikerns herrschende Un­ terdruck in vorteilhafter Weise zum Ansaugen des katalytisch wirkenden Gases genutzt, wobei das einströmende Gas insbeson­ dere zur Beschleunigung der Begasung durchaus auch einen gerin­ gen Überdruck aufweisen kann.

In erfindungsgemäßer Weise wird demnach erreicht, daß das kata­ lytisch wirkende Gas mit allenfalls geringen Drücken und bei relativ geringer Strömung in den Bereich des Gießereikerns bzw. in den Gießereikern einleitbar ist, ohne dabei den Gießereikern zu beschädigen. Einrichtungen zum druckintensiven Fördern des Gases sind somit nicht mehr erforderlich. Des weiteren ist eine nur geringe Menge an Gas erforderlich, nämlich gerade diejenige Menge an Gas, die den evakuierten Raum des Gießereikerns bzw. den Porenraum des Gießereikerns ausfüllt. Ein Durchströmen des Gießereikerns zum wirksamen Benetzen des Gießereikerns durch das Gas ist nicht mehr erforderlich, wodurch sich die insgesamt erforderliche Menge an Gas erheblich reduziert. Vielmehr läßt sich die Einwirkdauer des Gases auf den Gießereikern bei ge­ ringstem Gasvolumen exakt festlegen. Insgesamt gesehen ist das Begasen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zum Begasen nach dem Stand der Technik nicht nur sicherer und wir­ kungsvoller im Hinblick auf die Verfestigung des Gießereikerns, sondern auch wesentlich kostengünstiger.

In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgeführt, daß der von der Begasungshaube über das Oberteil durch den Gießereikern, das Unterteil und ggf. den Spann- oder Transfertisch führende Strömungspfad für das Gas insgesamt eva­ kuierbar und somit das Gas dem insgesamt evakuierten Strömungs­ pfad zuführbar ist. Eine solche Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung hat den Vorteil, daß sich die Evakuierung nicht nur auf die Schußform selbst, sondern auch auf die ange­ koppelte Begasungshaube sowie auf den angekoppelten Spann- oder Transfertisch bezieht. Folglich muß hier lediglich eine hinrei­ chende Abdichtung der Teile gewährleistet sein, so daß die Eva­ kuierung insgesamt gesehen zwischen dem Einlaßende und dem Aus­ laßende des in Rede stehenden Aggregats zu erfolgen hat. Dies läßt sich unter verfahrenstechnischen Gesichtspunkten mit ein­ fachen Mitteln erreichen, wobei auf einzelne technische Details der Evakuierung später noch eingegangen wird.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Evakuierung des Gie­ ßereikernes bzw. des gesamten Strömungspfads des Gases beidsei­ tig der Schußform, d. h. vom Oberteil und vom Unterteil bzw. von der Begasungshaube und von dem Spann- oder Transfertisch her, erfolgt. Eine solche Evakuierung hat den Vorteil, daß sich der Unterdruck innerhalb der Schußform gleichmäßig aufbaut, wobei der sich gleichmäßig aufbauende Unterdruck gleichsam zu einer wirksamen Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen führt, da diese aufgrund des Unterdrucks regelrecht aneinandergedrückt werden. Die beidseitige Evakuierung verkürzt des weiteren die dazu erforderliche Zeit, wodurch die gesamte Bearbeitungszeit erheblich verringert wird. Schließlich bringt die beidseitige Evakuierung den weiteren Vorteil mit sich, daß der poröse Gie­ ßereikern nicht einseitig belastet wird, wodurch die Gefahr ei­ ner Zerstörung bzw. eines Bruchs bei dünnwandigen Kernen aber­ mals wirksam verringert ist.

Ebenso ist es möglich, daß der Gießerei beidseitig, d. h. sowohl vom Oberteil als auch vom Unterteil bzw. von der Begasungshaube und dem Spann- oder Transfertisch her, begast wird. Somit würde das katalytisch wirkende Gas aufgrund des in den Poren des Gie­ ßereikerns herrschenden Unterdruckes beidseitig in diesen hin­ einströmen und den gesamten evakuierten Raum - innerhalb des Gießereikerns - schnellstmöglich ausfüllen. Eine hinreichende Benetzung des Gießereikerns durch das Gas wäre somit abermals begünstigt. Die Bearbeitungszeit wird auch hierdurch verrin­ gert.

Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Begasungshaube, insbeson­ dere im Hinblick auf einen kurzen Arbeitstakt, ist es von wei­ terem Vorteil, wenn der Begasungshaube eine Ausstoßer auf­ weisende Ausstoßplatte zum Ausstoßen des Gießereikerns aus dem Oberteil zugeordnet ist. Die Ausstoßer würden dann in der Ar­ beitsstellung der Begasungshaube, d. h. beim Begasen des Gieße­ reikernes, in die Einschußlöcher des Oberteils der Schußform bis hin zum Gießereikern hineinragen und dabei gemeinsam mit dem Oberteil einen den zum Gießereikern führenden Strömungspfad be­ grenzenden Ringkanal oder Ringspalt bilden. Folglich würde das zum Gießereikern strömende Gas entsprechend der Dimensionierung des in Rede stehenden Ringkanals einströmen. Da die Ausstoßer den Gießereikern kontaktieren, kommt ihnen in der Arbeitsstel­ lung der Begasungshaube eine Nivellier- bzw. Planierfunktion im Einströmbereich zu, da sie aufgrund ihrer in der Regel ebenen Fläche den Gießereikern quasi nachkalibrieren.

In weiter vorteilhafter Weise ist wahlweise dem Unterteil der Schußform oder dem Spann- bzw. Transfertisch eine Ausstoßer aufweisende Ausstoßplatte zum Ausstoßen des Gießereikerns aus dem Unterteil zugeordnet. Wie im Falle der Ausgestaltung der Begasungshaube sind auch hier die Ausstoßer in der Arbeitsstel­ lung der Begasungshaube, d. h. beim Begasen des Gießereikerns, durch das Unterteil bis zum Gießereikern hindurchragend ange­ ordnet. Dabei bilden sie gemeinsam mit dem Unterteil einen den zum Gießereikern führenden Strömungspfad begrenzenden Ringkanal bzw. Ringspalt. Folglich läßt sich ein durch den Gießereikern hindurchführender Strömungspfad sowohl durch die im Oberteil als auch durch die im Unterteil der Schußform gebildeten Ringkanäle definieren bzw. beeinflussen.

Gemäß den voran stehenden Erläuterungen ist es weiter von beson­ derem Vorteil, wenn die jeweils mit dem Oberteil und dem Unter­ teil gebildeten, den Strömungspfad begrenzenden Ringkanäle bzw. die in strömungstechnischer Hinsicht wirksamen Strömungsquer­ schnitte oberhalb und unterhalb des Gießereikerns zumindest weitgehend identisch sind, so daß sowohl beim Evakuieren als auch beim Einströmen des Gases die Strömungsgeschwindigkeiten beidseitig des Gießereikerns bzw. von beiden Seiten des Gieße­ reikerns in diesen hinein, weitgehend identisch sind und somit eine einseitige Belastung des Gießereikerns wirksam vermieden ist.

Damit die einzelnen Teile des hier in Rede stehenden Aggregats, d. h. die aus Oberteil und Unterteil bestehende Schußform, die Begasungshaube und der Spann- oder Transfertisch, abdichtend miteinander verbunden sind, ist zwischen diesen Teilen eine Dichtung vorgesehen, die durch gegenseitiges Aneinanderdrücken der Teile wirksam ist. Mit anderen Worten wird die Wirkung der Dichtung bei Evakuierung des den Gießereikern umschließenden Raumes abermals begünstigt. Die in Rede stehende Dichtung kann bspw. als O-Ring ausgeführt sein, wobei dieser O-Ring in einer in einem der gegeneinander abzudichtenden Teile ausgebildeten Ringnut eingelegt sein kann. Andere Dichtungen und Anordnungen von Dichtungen sind ebenfalls denkbar.

Im Hinblick auf die Begasung des Gießereikerns ist es von be­ sonderem Vorteil, wenn diese über eine mit dem Gießereikern über das Oberteil bzw. die Begasungshaube und ggf. über das Un­ terteil bzw. den Spann- oder Transfertisch strömungsverbundene Begasungseinrichtung erfolgt. Die Begasungseinrichtung umfaßt einen vorzugsweise Überdruck aufweisenden Begasungskessel mit dem jeweiligen Gas. An dieser Stelle sei hervorgehoben, daß das im Begasungskessel befindliche Gas nicht zwingend Überdruck aufweisen muß, zumal der im Bereich und innerhalb des Gießerei­ kerns herrschende Unterdruck gemäß voranstehender Beschreibung durchaus ausreicht, das katalytisch wirkende Gas in die Poren des Gießereikerns zu ziehen bzw. dorthin strömen zu lassen. Ein zumindest geringfügiger Überdruck des Gases begünstigt jedoch das Einströmen in den Bereich des Gießereikerns, so daß der Be­ gasungskessel vorzugsweise einen zumindest geringfügigen Über­ druck aufweist.

In weiter vorteilhafter Weise ist dem Begasungskessel eine Pumpe zum Befüllen des Begasungskessels und zum Erreichen des im Begasungskessel zumindest geringfügigen Überdruckes in Strö­ mungsrichtung gesehen vorgeschaltet. Sowohl vor als auch nach dem Begasungskessel ist in weiter vorteilhafter Weise ein vor­ zugsweise elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil vorgese­ hen, so daß der Begasungskessel sowohl gegenüber einer Gas­ quelle als auch gegenüber der Begasungshaube absperrbar ist. Eine solche Vorkehrung bietet nicht zuletzt auch die Möglich­ keit, den Begasungskessel bei abgesperrten Ventilen zu warten, auszutauschen oder sonstige Manipulationen daran durchzuführen, ohne die gesamte Vorrichtung stillegen zu müssen.

Zum Evakuieren des Gießereikerns und ggf. des gesamten Strö­ mungspfades von der Begasungshaube über die Schußform bis hin zum Spann- oder Transfertisch ist in weiter vorteilhafter Weise eine besondere Vakuumeinrichtung vorgesehen. Diese Vakuumein­ richtung weist einen Vakuumkessel auf. Dem Vakuumkessel ist in weiter vorteilhafter Weise eine Vakuumpumpe nachgeschaltet, so daß in dem Vakuumkessel ein Unterdruck von ca. -0,8 bis -0,95 bar erreichbar ist. Dieses weitgehend auf den offenen Porenraum des Gießereikerns übertragbare Vakuum ist völlig ausreichend, um das katalytisch wirkende Gas wirksam in den Porenraum des Gießereikerns zu leiten.

Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Vakuumeinrichtung ist es von weiterem Vorteil, wenn in Strömungsrichtung gesehen sowohl vor als auch nach dem Vakuumkessel ein vorzugsweise elektro­ magnetisch betätigbares Absperrventil vorgesehen ist. Diese Ab­ sperrventile haben eine den Absperrventilen vor und nach dem Begasungskessel vergleichbare Funktion, so daß sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen.

Die Vakuumeinrichtung ist insgesamt über Druckleitungen einer­ seits mit dem Oberteil, andererseits mit dem Unterteil der Schußform strömungsverbunden. Genauer gesagt kann die Drucklei­ tung sowohl in die Begasungshaube als auch in den Spann- oder Transfertisch hinein münden, wobei bei einseitiger Begasung le­ diglich eine in die Begasungshaube mündende Druckleitung erfor­ derlich ist.

Damit vom Gießereikern abgetrennte und aus dem Unterteil der Schußform abgesaugte Partikel nicht in das Absperrventil oder gar in die Vakuumpumpe gelangen, ist der Vakuumpumpe eine Fil­ tereinrichtung vorgeschaltet. Aus der Schußform mitgerissene Partikel werden somit wirksam abgefangen. Des weiteren ist der Vakuumpumpe in vorteilhafter Weise eine Absaugeinrichtung ggf. mit einem weiteren Filter nachgeschaltet. Mit dieser Absaugein­ richtung wird das aus dem Gießereikern und dem gesamten Strö­ mungspfad abgepumpte Strömungsmedium, das zwischenzeitlich in den Vakuumkessel gelangt ist, wirksam aus diesem heraus abge­ saugt bzw. herausgepumpt. Dabei wird der zum Evakuieren im Un­ terdruckkessel erforderliche Unterdruck wieder hergestellt, so daß nach Umsteuern der Ventile ein abermaliges Evakuieren - ggf. für einen nächsten Arbeitsgang - erfolgen kann.

In weiter vorteilhafter Weise ist eine Spüleinrichtung zum Aus­ spülen des Gases aus dem Gießereikern bzw. Strömungspfad vorgesehen. Diese Spüleinrichtung dient zum Ausspülen des kata­ lytisch wirkenden Gases, nachdem das Gas den Gießereikern ins­ gesamt durchströmt hat und dort katalytisch wirken konnte. Mit anderen Worten wird das Gas mittels der Spüleinrichtung aus dem Gießereikern bzw. aus dem gesamten Strömungspfad nach frei vor­ gebbarer Verweildauer herausgetrieben.

In vorteilhafter Weise umfaßt die Spüleinrichtung eine Druck­ luftversorgung. Die Druckluftversorgung kann des weiteren eine Pumpe zur Erzeugung des erforderlichen Luftdrucks umfassen. Ebenso könnte eine Druckluftflasche herkömmlicher Art vorgese­ hen sein. Schließlich sind Aggregate zum Beheizen und Trocknen der Druckluft vorgesehen, wobei es sich hierbei um dem Durchschnittsfachmann bekannte, gebräuchliche Einrichtungen zum Beheizen und Trocknen eines gasförmigen Strömungsmediums han­ deln kann.

In weiter vorteilhafter Weise ist die Druckluftversorgung über eine Druckluftleitung, ein vorzugsweise elektromagnetisch ar­ beitendes Absperrventil und die Begasungshaube mit dem Strö­ mungspfad des katalytisch wirkenden Gases bzw. mit dem Gieße­ reikern strömungsverbunden. In weiter vorteilhafter Weise ist zum Abführen der zur Spülung dienenden Druckluft eine sich an das Unterteil bzw. an den Spann- oder Transfertisch anschlie­ ßende Druckluftleitung vorgesehen. Die die zum Spülen dienende Luft abführende Druckluftleitung ist ebenfalls durch ein vor­ zugsweise elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil absperr­ bar. Dieses Ventil muß auf jeden Fall dann geschlossen sein, wenn der Gießereikern begast wird, d. h. wenn ein Entweichen des katalytisch wirkenden Gases vermieden werden soll.

Schließlich könnte dem in Rede stehenden Absperrventil eine Ab­ saugeinrichtung mit ggf. einem Filter nachgeschaltet sein. Bei dieser Absaugeinrichtung könnte es sich um die gleiche Absaug­ einrichtung handeln, die das in den Vakuumkessel gelangte Strö­ mungsmedium aus dem Vakuumkessel heraus absaugt. Der Filter könnte zur Entgiftung des abgesaugten Strömungsmediums dienen, wobei neben mechanischen Filterbestandteilen ein Aktivfilter bzw. ein reaktiver Filter vorgesehen sein könnte.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 29. Danach weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Begasen von porösen Gießereiker­ nen aus Formstoffen innerhalb einer vorzugsweise aus einem Un­ terteil und einem Oberteil bestehenden Schußform, wobei eine an das Oberteil abdichtend angekoppelte Begasungshaube vorgesehen ist, wobei die Begasung von der Begasungshaube her durch das Oberteil, vorzugsweise durch im Oberteil ausgebildete Einschuß­ löcher hindurch, erfolgt und wobei das Unterteil einem Spann- oder Transfertisch abdichtend zugeordnet ist, durch den das Gas vom Unterteil her abführbar ist, folgende Verfahrensschritte auf:

Zunächst einmal wird der den Gießereikern umfassende Raum in der Schußform und somit der Gießereikern selbst evakuiert. An­ schließend wird der den Gießereikern umfassende, evakuierte Raum abgesperrt. Katalytisch wirkendes Gas wird dann in den evakuierten Raum eingeleitet und strömt so in die offenen Poren des Gießereikerns. Über eine vorgebbare Verweildauer hinweg kann dort das Gas wirken und so eine Verfestigung des Gießerei­ kerns hervorrufen. Nach Einleitung des Gases in den evakuierten Raum wird der den Gießereikern umfassende, nunmehr insgesamt mit Gas gefüllte Raum abgesperrt. Nach katalytischer Wirkung des Gases wird dieser Raum mit Luft, vorzugsweise mit Druckluft gespült, wobei der Raum einlaßseitig und auslaßseitig durch­ strömbar ist. Das ausgelassene Gemisch aus Gas und zum Spülen dienender Luft wird schließlich über einen Filter abgesaugt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergeben sich implizit aus den vorteilhaften Ausgestal­ tungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so daß sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit blockschaltmäßig dargestellter Gas- und Druckluftbe­ aufschlagung und

Fig. 2 in einer Detaildarstellung, schematisch und teilweise geschnitten die Schußform mit dem in der Schußform befindlichen Gießereikern sowie die die Schußform um­ gebenden Aggregaten.

Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Begasen von porösen Gie­ ßereikernen 1 aus Formstoffen innerhalb einer aus einem Unter­ teil 2 und einem Oberteil 3 bestehenden Schußform 4. Die Vor­ richtung weist eine an das Oberteil 3 abdichtend angekoppelte Begasungshaube 5 auf. Die Begasung erfolgt von der Begasungs­ haube 5 her durch das Oberteil 3 durch im Oberteil 3 ausgebil­ dete Einschußlöcher 6 hindurch. Das Unterteil 2 ist im hier ge­ wählten Ausführungsbeispiel einem Spanntisch 7 zugeordnet. Durch den Spanntisch 7 hindurch ist das Gas vom Unterteil 2 her aus der Schußform 4 abführbar.

Erfindungsgemäß ist der den Gießereikern 1 umfassende Raum in der Schußform 4, und somit der Gießereikern 1 selbst, evakuier­ bar. Das katalytisch wirkende Gas ist folglich dem evakuierten Gießereikern 1 zuführbar.

Fig. 2 läßt erkennen, daß der von der Begasungshaube 5 über das Oberteil 3 durch den Gießereikern 1, das Unterteil 2 und den Spanntisch 7 führende Strömungspfad 8 insgesamt evakuierbar ist. Entsprechend ist das katalytisch wirkende Gas dem insge­ samt evakuierten Strömungspfad 8 zuführbar. Die Evakuierung des Gießereikerns 1 bzw. des gesamten Strömungspfades 8 erfolgt beidseitig der Schußform 4, d. h. vom Oberteil 3 und vom Unter­ teil 2 bzw. von der Begasungshaube 5 und dem Spanntisch 7 her.

Bei dem in den Fig. gewählten Ausführungsbeispiel erfolgt die Begasung des Gießereikerns 1 einseitig, d. h. lediglich vom Oberteil 3 bzw. von der Begasungshaube 5 her. Eine beidseitige Begasung ist gemäß der allgemeinen Beschreibung ohne weiteres möglich.

Fig. 2 läßt des weiteren erkennen, daß der Begasungshaube 5 eine Ausstoßer 9 aufweisende Ausstoßplatte 10 zum Ausstoßen des Gießereikerns 1 aus dem Oberteil 3 zugeordnet ist. Die Aussto­ ßer 9 ragen in der Arbeitsstellung der Begasungshaube 5, d. h. beim Begasen des Gießereikerns 1, in die Einschußlöcher 6 des Oberteils 3 bis zum Gießereikern 1 hinein. Dabei bilden sie ge­ meinsam mit dem Oberteil 3 einen den zum Gießereikern 1 führen­ den Strömungspfad 8 begrenzenden oberen Ringkanal 11.

Ebenso ist dem Unterteil 2 eine Ausstoßer 12 aufweisende Aus­ stoßplatte 13 zum Ausstoßen des Gießereikerns 1 aus dem Unter­ teil 2 zugeordnet. Die Ausstoßer 12 ragen in der Arbeitsstel­ lung der Begasungshaube 5, d. h. beim Begasen des Gießereikerns 1, durch das Unterteil 2 bis zum Gießereikern 1 hindurch. Dabei bilden sie gemeinsam mit dem Unterteil 2 einen den zum Gieße­ reikern 1 führenden Strömungspfad 8 begrenzenden Ringkanal 14. Insoweit läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung derart di­ mensionieren, daß die mit dem Oberteil 3 und dem Unterteil 2 gebildeten, den Strömungspfad 8 begrenzenden Ringkanäle bzw. die strömungstechnisch wirksamen Strömungsquerschnitte oberhalb und unterhalb des Gießereikerns 1 zumindest weitgehend iden­ tisch sind, so daß eine beidseitig gleichmäßige Evakuierung möglich ist.

Des weiteren ist zwischen der Begasungshaube 5 und dem Oberteil 3 der Schußform 4 sowie zwischen dem Unterteil 2 der Schußform 4 und dem Spanntisch 7 jeweils eine Dichtung 15 vorgesehen, die bei gegenseitigem Aneinanderdrücken der zuvor genannten Teile wirksam nach außen abdichtet. Die Dichtungen 15 sind hier als O-Ringe ausgeführt und in eine in Fig. 2 lediglich angedeutete Ringnut eingelegt, die in jeweils einem der gegeneinander abzu­ dichtenden Teile ausgebildet ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 erfolgt die Begasung über eine mit dem Gießereikern 1 über das Oberteil 3 bzw. die Begasungs­ haube 5 strömungsverbundene Begasungseinrichtung 16. Die Be­ gasungseinrichtung umfaßt wiederum eine Gasquelle 17 sowie einen vorzugsweise zumindest geringfügigen Überdruck aufweisen­ den Begasungskessel 18. Die Gasquelle 17 könnte bspw. in Form einer Gasdruckflasche oder gar als Reaktionskammer od. dgl. aus­ gebildet sein.

Dem Begasungskessel 18 kann eine in Fig. 1 nicht gezeigte Pumpe zum Befüllen des Begasungskessels 18 vorgeschaltet sein. Sowohl vor als auch nach dem Begasungskessel 18 ist ein elektromagne­ tisch arbeitendes Absperrventil 19 bzw. 20 vorgesehen. Zusätz­ lich könnte der Begasungskessel 18 ein Entlüftungsventil 21 aufweisen.

Zum Evakuieren des Gießereikernes 1 bzw. zum Evakuieren des Strömungspfades 8 ist des weiteren eine Vakuumeinrichtung 22 vorgesehen. Die Vakuumeinrichtung 22 umfaßt einen Vakuumkessel 23. Dem Vakuumkessel 23 ist eine Vakuumpumpe 24 nachgeschaltet. In Strömungsrichtung gesehen ist sowohl vor als auch nach dem Vakuumkessel ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil 25 bzw. 26 vorgesehen. Die Vakuumeinrichtung 22 ist über Druck­ leitungen 27 einerseits mit dem Oberteil 3, andererseits mit dem Unterteil 2 strömungsverbunden, so daß eine Evakuierung beidseitig des Gießereikernes 1 erfolgen kann. Entsprechend münden die Druckleitungen 27 einerseits in die Begasungshaube 5, andererseits in den Spanntisch 7.

Fig. 1 zeigt des weiteren, daß der Vakuumpumpe 24 der Vakuum­ einrichtung 26 eine Filtereinrichtung 28 vorgeschaltet ist. Da­ durch wird eine Zerstörung der Vakuumpumpe 24 durch einströ­ mende Partikel wirksam vermieden. Des weiteren ist der Vakuum­ pumpe 24 bzw. der gesamten Vakuumeinrichtung 22 eine in Fig. 1 lediglich angedeutete Absaugeinrichtung 29 mit einem Filter nachgeschaltet.

Schließlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Spül­ einrichtung 30 zum Ausspülen des Gases aus dem Gießereikern 1 bzw. Strömungspfad 8 auf. Die Spüleinrichtung 30 umfaßt eine Druckluftversorgung 31. Die Druckluftversorgung 31 umfaßt wie­ derum eine Pumpe 32 zum Erzeugen der Druckluft. Des weiteren sind in Fig. 1 nicht gezeigte Aggregate zum Beheizen und Trock­ nen der Druckluft vorgesehen.

Die Druckluftversorgung 31 ist über eine Druckluftleitung 33, ein elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil 34 und die Be­ gasungshaube 5 mit dem Strömungspfad 8 des Gases strömungsver­ bunden. Zum Abführen der zur Spülung dienenden Luft ist des wei­ teren eine sich an das Unterteil 2 bzw. an den Spanntisch 7 an­ schließende Druckluftleitung 35 vorgesehen. Die die zum Spülen dienende Luft abführende Druckluftleitung 35 ist ebenfalls durch ein elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil 36 ab­ sperrbar. Dem Absperrventil 36 ist die gleiche Absaugeinrich­ tung 29 nachgeschaltet, die auch das in den Vakuumkessel 23 eingeströmte Strömungsmedium absaugt.

Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf den diesbezüglichen allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Claims (29)

1. Vorrichtung zum Begasen von porösen Gießereikernen (1) aus Formstoffen innerhalb einer vorzugsweise aus einem Unterteil (2) und einem Oberteil (3) bestehenden Schußform (4), mit einer an das Oberteil (3) abdichtend angekoppelten Begasungshaube (5), wobei die Begasung von der Begasungshaube (5) her durch das Oberteil (3), vorzugsweise durch im Oberteil (3) ausgebil­ dete Einschußlöcher (6) hindurch, erfolgt und wobei das Unter­ teil (2) einem Spann- oder Transfertisch (7) abdichtend zuge­ ordnet ist, durch den das Gas vom Unterteil (2) her abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest der den Gießereikern (1) umfassende Raum in der Schußform (4), und somit zumindest der Gießereikern (1) selbst, evakuier­ bar und das Gas dem evakuierten Gießereikern (1) zuführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Begasungshaube (5) über das Oberteil (3) durch den Gießereikern (1), das Unterteil (2) und ggf. den Spann- oder Transfertisch (7) führende Strömungspfad (8) insgesamt evaku­ ierbar und das Gas dem insgesamt evakuierten Strömungspfad (8) zuführbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Evakuierung des Gießereikerns (1) bzw. des ge­ samten Strömungspfads (8) beidseitig der Schußform (4), d. h. vom Oberteil (3) und vom Unterteil (2) bzw. von der Begasungs­ haube (5) und dem Spann- oder Transfertisch (7) her, erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gießereikern (1) beidseitig, d. h. sowohl vom Oberteil (3) als auch vom Unterteil (2) bzw. von der Be­ gasungshaube (5) und dem Spann- oder Transfertisch (7) her, be­ gast wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Begasungshaube (5) eine Ausstoßer (9) aufweisende Ausstoßplatte (10) zum Ausstoßen des Gießereikerns (1) aus dem Oberteil (3) zugeordnet ist und daß die Ausstoßer (9) in der Arbeitsstellung der Begasungshaube (5), d. h. beim Begasen des Gießereikerns (1), in die Einschußlöcher (6) des Oberteils (3) bis zum Gießereikern (1) hineinragen und dabei gemeinsam mit dem Oberteil (3) einen den zum Gießereikern (1) führenden Strömungspfad (8) begrenzenden Ringkanal (11) bilden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Unterteil (2) oder dem Spann- oder Transfertisch (7) eine Ausstoßer (12) aufweisende Ausstoßplatte (13) zum Ausstoßen des Gießereikerns (1) aus dem Unterteil (2) zugeordnet ist und daß die Ausstoßer (12) in der Arbeitsstel­ lung der Begasungshaube (5), d. h. beim Begasen des Gießerei­ kerns (1), durch das Unterteil (2) bis zum Gießereikern (1) hindurchragen und dabei gemeinsam mit dem Unterteil (2) einen den zum Gießereikern (1) führenden Strömungspfad (8) begrenzen­ den Ringkanal (14) bilden.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Oberteil (3) und dem Unterteil (2) gebildeten, den Strömungspfad (8) begrenzenden Ringkanäle (11, 14) bzw. die strömungstechnisch wirksamen Strömungsquerschnitte oberhalb und unterhalb des Gießereikerns (1) zumindest weitge­ hend identisch sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der Begasungshaube (5) und dem Ober­ teil (3) der Schußform (4) sowie zwischen dem Unterteil (2) der Schußform (4) und dem Spann- oder Transfertisch (7) eine Dich­ tung (15) vorgesehen ist, die bei gegenseitigem Aneinander­ drücken der Teile wirksam ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (15) als O-Ring ausgeführt und der O-Ring in eine in einem der gegeneinander abzudichtenden Teile ausgebildete Ringnut eingelegt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Begasung über eine mit dem Gießereikern (1) über das Oberteil (3) bzw. die Begasungshaube (5) und ggf. über das Unterteil (2) bzw. den Spann- oder Transfertisch (7) strömungsverbundene Begasungseinrichtung (16) erfolgt und daß die Begasungseinrichtung (16) einen vorzugsweise zumindest ge­ ringfügigen Überdruck aufweisenden Begasungskessel (18) mit dem jeweiligen Gas umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Begasungskessel (18) eine Pumpe zum Befüllen des Begasungskessels (18) vorgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl vor als auch nach dem Begasungskessel (18) ein vorzugsweise elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil (19, 20) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Evakuieren des Gießereikerns (1) und ggf. des gesamten Strömungspfades (8) eine Vakuumeinrichtung (22) vorgesehen ist und daß die Vakuumeinrichtung (22) einen Vakuumkessel (23) umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vakuumkessel (23) eine Vakuumpumpe (24) nachgeschaltet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vakuumkessel (23) ein Unterdruck von ca. -0,8 bis -0,95 bar erreichbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen sowohl vor als auch nach dem Vakuumkessel (23) ein vorzugsweise elektromagne­ tisch betätigbares Absperrventil (25, 26) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumeinrichtung (22) über Drucklei­ tungen (27) einerseits mit dem Oberteil (3), andererseits mit dem Unterteil (2) strömungsverbunden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitungen (27) einerseits in die Begasungshaube (5), andererseits in den Spann- oder Transfertisch (7) münden.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumpumpe (24) eine Filtereinrichtung (28) vorgeschaltet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumpumpe (24) eine Absaugeinrichtung (29) ggf. mit einem Filter nachgeschaltet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spüleinrichtung (30) zum Ausspülen des Gases aus dem Gießereikern (1) bzw. dem Strömungspfad (8) vor­ gesehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtung (30) eine Druckluftversorgung (31) umfaßt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftversorgung (31) eine Pumpe (32) umfaßt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeich­ net, daß Aggregate zum Beheizen und Trocknen der Druckluft vor­ gesehen sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftversorgung (31) über eine Druckluftleitung (33), ein vorzugsweise elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil (34) und die Begasungshaube (5) mit dem Strömungspfad (8) des Gases strömungsverbunden ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abführen der zur Spülung dienenden Luft eine sich an das Unterteil (2) bzw. an den Spann- oder Transfertisch (7) anschließende Druckluftleitung (35) vorgese­ hen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die die zum Spülen dienende Luft abführende Druckluftleitung (35) durch ein vorzugsweise elektromagnetisch arbeitendes Absperrventil (36) absperrbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absperrventil (34, 36) eine Absaugeinrichtung (29) mit ggf. einem Filter nachgeschaltet ist.

29. Verfahren zum Begasen von porösen Gießereikernen (1) aus Formstoffen innerhalb einer vorzugsweise aus einem Unterteil (2) und einem Oberteil (3) bestehenden Schußform (4), wobei eine an das Oberteil (3) abdichtend angekoppelte Begasungshaube (5) vorgesehen ist, wobei die Begasung von der Begasungshaube (5) her durch das Oberteil (3), vorzugsweise durch im Oberteil (3) ausgebildete Einschußlöcher (6) hindurch, erfolgt und wobei das Unterteil (2) einem Spann- oder Transfertisch (7) ab­ dichtend zugeordnet ist, durch den das Gas vom Unterteil (2) her abführbar ist, insbesondere zur Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:
Evakuieren des den Gießereikern (1) umfassenden Rau­ mes in der Schußform (4) und somit des Gießereikernes (1); Absperren des den Gießereikern (1) umfassenden, evakuierten Raumes;
Einleiten des Gases in den evakuierten Raum;
Absperren des den Gießereikern (1) umfassenden, mit Gas gefüllten Raumes;
Spülen des Raumes mit Luft, vorzugsweise mit Druck­ luft, wobei das ausgelassene Gemisch aus dem Gas und der zum Spülen dienenden Luft über einen Filter abgesaugt wird.